Вопрос связан с квадрокоптерами и прочим. Итак, мой квадрокоптер (бесщеточные двигатели постоянного тока и электронные регуляторы скорости питаются от 3-ячеечной литиевой батареи 2700 мАч 25C) имеет тонкие провода на основном порту питания, я пытаюсь выяснить, может ли это повлиять на ток, я знаю, что когда калибр слишком мал, он может перегреться, сгореть или расплавиться, но может ли он просто ограничивать ток без пожаров?
Мне было трудно понять это, потому что однажды я попытался завести грузовик со слишком тонкими кабелями, а стартер просто не крутил двигатель, провода не нагревались или что-то в этом роде... параллельное подключение проводов привело к успешному запуску двигателя, и это были считанные секунды, не то чтобы аккумулятор успел подзарядиться.
Может кто-нибудь, пожалуйста, объясните мне это.
Провод имеет определенное сопротивление, а также определенную способность проводить ток, пропорциональную площади его поперечного сечения. Это похоже на водопроводную трубу, которая в любой момент может вместить только определенное количество воды через свое поперечное сечение.
Если у вас есть цепь, в которой ток, протекающий по проводу, больше, чем он может выдержать, цепь будет создавать падение напряжения на кабеле. Это будет рассеивать мощность и, следовательно, тепло в кабеле в соответствии с законом P = VI. Если мощности достаточно, чтобы поднять температуру проволоки выше точки плавления, проволока сгорит. На другом конце шкалы меньшая избыточная сила тока заставит провод ограничивать протекание тока без заметного воздействия на провод.
Есть две отдельные проблемы. Не будет ли провод сильно греться? Это чисто вопрос силы тока и диаметра провода. Провода не нагреваются мгновенно. Кратковременные перегрузки не приведут к значительному повышению температуры провода, и провод может довольно быстро остыть после прекращения подачи тока. Это то, что происходит со стартером в вашем автомобиле.
Второй вопрос: будет ли провод препятствовать передаче мощности на нагрузку? Это зависит от тока, напряжения системы, диаметра и длины провода. Падение напряжения на 1 В в системе 120 В не имеет большого значения. Но падение напряжения на 1 В в системе 3,3 В, вероятно, катастрофично. Обратите внимание, что длина провода не менее важна, чем диаметр провода, при рассмотрении возможности передачи энергии. Короткие провода по-прежнему пропускают питание, даже если они тонкие.
По всем этим причинам для низковольтных и сильноточных приложений (таких как квадрокоптеры и т. д.) часто необходимо использовать провода удивительно большого диаметра. Люди также склонны недооценивать, насколько большим должен быть провод при подключении 12-вольтового инвертора к 12-вольтовой батарее.
Итак, главное, что меняется толщина провода, — это сопротивление. Тонкая проволока имеет большее сопротивление, чем толстая. Это может повлиять на две взаимосвязанные вещи: мощность и ток.
Если сопротивление провода выше, при прочих равных условиях ток, проходящий через него, уменьшится. Это то, что помешало бы вращению вашего стартера - сопротивление тонкого провода было слишком высоким, поэтому не мог протекать достаточный ток, чтобы заставить двигатель вращаться.
При этом сопротивление провода может влиять на мощность. Мощность в данном случае — это количество энергии в секунду, которое провод преобразует в тепло. Эта энергия тратится впустую в виде тепла вместо того, чтобы делать то, что вы хотите, например, поворачивать лопасти квадрокоптера. Уравнение для этой потерянной мощности: , где I - ток, протекающий по проводу, а R - сопротивление. Если вы попытаетесь подать ток через провод, высокое сопротивление будет означать, что большее количество энергии будет преобразовано в тепло.
Если мощность будет слишком высокой, проволока нагреется настолько, что расплавится.
Это немного сложнее, так как напряжение также будет влиять на вещи, но то, что я написал, в основном правильно.
Провод имеет сопротивление. Тонкий провод имеет большее сопротивление. Вот почему он рассеивает больше энергии, чем толстый провод при том же токе.
Предполагая, что ваши провода недостаточно нагреваются, чтобы расплавиться или вызвать другие проблемы из-за нагрева, проблема заключается в падении напряжения. Закон Ома говорит нам, что напряжение на резисторе равно току через него, умноженному на его сопротивление.
Провод имеет некоторое конечное сопротивление. Когда через него проходит ток, значит, на нем есть некоторое напряжение. При последовательном соединении с батареей это напряжение на проводе вычитается из напряжения батареи, подаваемого на остальную часть системы.
Насколько это важно, зависит от того, что вы считаете важным. Например, для батареи на 12 В дополнительное падение на 100 мВ составляет менее 1% и не имеет большого значения. Напротив, падение на 300 мВ от батареи 6 В составляет снижение на 5%, что в некоторых случаях может иметь значение.
Крис Стрэттон
мкейт